1、解耦控制課件解耦控制課件氨冷卻器出口溫度選擇控制方案分析（Ex. 6-2）問題討論 控制器正反作用選擇抗積分飽和措施各種工況下，自動控制過程分析氨冷卻器出口溫度選擇控制方案分析（Ex. 6-2）問題討論課堂討論多變量系統輸入輸出配對穩態模型相對增益陣相對增益的意義討論，變量配對的一般原則課堂討論多變量系統輸入輸出配對穩態模型相對增益陣相對增益的調合過程控制系統的關聯分析穩態模型： 試描述并分析上述雙回路之間的關聯耦合 ? 調合過程控制系統的關聯分析穩態模型： 試描述并分析上述雙回路 22 關聯系統的PID控制器參數整定若某一控制回路的動態響應比另一回路快得多，則先整定快回路，而將另一回路設置為

2、“手動”；然后，在快回路處于“閉環”條件下整定慢回路（即“先快后慢”）若兩回路的動態響應速度接近，但某一被控變量較另一個CV更重要，則先整定重要回路；然后，在重要回路處于“閉環”下整定次要回路（即“先重要后次要”）。為減少對重要回路的影響，次要回路控制作用要弱。其它情況 22 關聯系統的PID控制器參數整定若某一控制回路的動 22 耦合系統需要解耦設計的條件即使是最好的變量配對，仍存在強耦合，特別當相對增益遠離“1”時； 兩回路動態特性接近，且兩被控變量均同等重要。 對象 #1：對象 #2：討論：該選擇哪種變量配對？是否需要解耦? 22 耦合系統需要解耦設計的條件即使是最好的變量配對，解耦設計

3、問題討論對于右圖所示的被控過程，CVs為C、F，MVs為F1、F2，試設計解耦控制方案，并進行Simulink仿真實驗。這里假設初態：解耦設計問題討論對于右圖所示的被控過程，CVs為C、F，MV解耦器設計方法解耦器的設計原理基于傳遞函數矩陣 G(s) 的線性串級解耦器 基于傳遞函數矩陣 G(s) 的線性前饋解耦器基于過程機理的非線性穩態解耦器解耦器設計方法解耦器的設計原理解耦器設計原理設計解耦器以消除兩回路間的交叉作用，即：解耦器設計原理設計解耦器以消除兩回路間的交叉作用，即：22 耦合系統的串級解耦設計方案 #1 解耦條件 ?22 耦合系統的串級解耦設計方案 #1 解耦條件 ?22耦合系統的

4、串級解耦器#2 若22耦合系統的串級解耦器#2 若關于串級解耦器#2 問題： （1） MVs初始值如何選取？（2）控制器“手動/自動”切換時或某一MVs受限時，上述系統如何工作？關于串級解耦器#2 問題： （1） MVs初始值如何選取？22 耦合系統的前饋解耦設計方案 22 耦合系統的前饋解耦設計方案 22 耦合系統的前饋解耦器設計動態解耦器： 穩態解耦器：前饋控制與前饋解耦器實際應用中可能存在的問題討論22 耦合系統的前饋解耦器設計動態解耦器： 穩態解耦器：非線性穩態全解耦器設計原理基本設計思想：引入新變量 v1, v2 并滿足其中,非線性穩態全解耦器設計原理基本設計思想：引入新變量 v1,

5、 非線性穩態三角解耦設計原理基本設計思想：引入新變量 v1, v2 并滿足非線性穩態三角解耦設計原理基本設計思想：引入新變量 v1, 調合過程非線性穩態三角解耦舉例穩態模型： 令調合過程非線性穩態三角解耦舉例穩態模型： 令調合過程非線性穩態三角解耦設計自動控制過程分析調合過程非線性穩態三角解耦設計自動控制過程分析調合過程非線性穩態全解耦設計舉例令穩態模型： 調合過程非線性穩態全解耦設計舉例令穩態模型： 調合過程穩態全解耦設計舉例（續）非線性解耦器：穩態模型： 調合過程穩態全解耦設計舉例（續）非線性解耦器：穩態模型： 調合過程非線性解耦器實現解耦器：調合過程非線性解耦器實現解耦器：調合過程非線性解耦控制仿真詳見仿真模型 /Decoupling/NonlinearDecoupling.mdl 調合過程非線性解耦控制仿真詳見仿真模型 /Decoupli調合過程非線性解耦仿真結果調合過程非線性解耦仿真結果課堂練習以下物料供應系統有一只泵，但有兩個支路。試設計一個控制系統以實現對每一支路流量的定值控制，并設法減少兩支路的相互關聯。假設流體輸送過程滿足以下方程，并且Ph、P1、P2基本不變。課堂練習以下物料供應系統有一只泵，但有兩個支路。試設計一個控多變量系統的耦合分析與解耦設計小結相對增益的概念過程增益矩陣的獲取與相對增益矩陣的計算